中继卫星和地面站多普勒频率研究

《中继卫星和地面站多普勒频率研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第29卷第11期计算机仿真2012年11月文章编号：i006-9348(2012)11—0149—05中继卫星和地面站多普勒频率研究赵泽兵，熊建林，郑戈，陈弥(北京遥测技术研究所，北京100076)摘要：为实现用户卫星运动环境下信号的稳定跟踪⋯和精确测量【“，建立了用户卫星对中继卫星和地面测控站的多普勒频率及各阶导数的数学模型。根据数学模型推导计算公式，计算出理想运动模型的多普勒频率值。利用卫星仿真软件STK进行通信链路仿真，将仿真结果与理论计算结果进行比较。当用户卫星处于用户卫星和中继卫星星下点接近重合、用户卫星星下点和地面测控站接

2、近重合的轨道时，多普勒频率及各阶导数仿真结果取得极大值。仿真结果表明，理论计算结果为多普勒频率和各阶导数的最大值，对接收机捕获范围和动态设计具有现实指导意义。关键词：用户卫星；多普勒频率；仿真中图分类号：Vll文献标识码：BDopplerFrequencyStudyonRelaySatelliteandGroundStationZHAOZe-bing，XIONGJian-lin，ZHENGGe，CHENMi(BeijingResearchInstituteofTelemetryTechnology，Beijing，100076)ABS

3、TRACT：Toachievestabletrackingandaccuratemeasurementoftherisersatellitesignalintheenvironmentofmotion，thispaperbuiltthedopplerfrequencymathematicalmodeloftheusersatellitett，therelaysatelliteandthegroundobservationandcontrolstation，alsodeducedthecomputeformulaaccordingtot

4、hemathematicalmodel，andcomputedthedopplerfrequencyvalueofide'almotionmodel．ThepapersimulatedthecommunicationlinkbasedonthesatellitesimulationSo'warecalledSTK，andcomparedsimulationresultswiththeoreticalcalculations．Theresultsindicatethatthedopplerfrequencyandderivativege

5、tthemaxvaluewhentheusersatelliteandtherelaysatelliteandthegroundstationhavethesameplaceontheearth．Fromthesimulationresults，wecangettheconclusionthatthecalculatedresultsarethemaximumDopplerfrequencyandthederivative，andthepaperprovidesapracticalguidingtothereceivercapture

6、rangeanddynamicdesign．KEYWORDS：Usersatellite；Dopplerfrequency；Simulation1引言随着航天科技的飞速发展，航天测控技术已经逐渐形成地基和天基的双重测控系统，并且测控载波频率越来越高，越来越高的载波频率将造成多普勒频率及其各阶导数也越来越大，较大的高阶导数对接收机环路稳定跟踪信号带来不利影响，特别是在高精度的测频测速系统中¨3。测控载波频率由以往的S频段逐渐向更高频段转变，本文研究用户卫星在ka频段下对中继卫星和地面测控站的最大多普勒频率⋯，并在此基础上研究了用户卫星在

7、高速运动下产生的较大多普勒频率一阶和二阶导数，为接收机设计提供理论指导，未来如有需要可以计算多普勒频率的更高阶导数。收稿日期：2012—02—20修回日期：2012—03—092用户卫星多普勒频率特性本节通过对用户卫星运动特性的分析，研究用户卫星相对天基地和基测控站的多普勒频率及其各阶导数，利用所建模型进行两种轨道高度用户卫星的多普勒频率计算，通过仿真验证了理论计算值为最大值，并分析了用户卫星多普勒频率最大的位置以及其计算公式，将非理想模型和理想模型进行对比，非理想模型可以通过理想模型求得。2．1数学建模2．1．1用户卫星对中继卫星的

8、多普勒频率用户卫星和中继卫星的位置关系如图1，图中0为地心，R为地球半径，H为用户卫星到地球表面的高度，h为中继卫星到地球表面的高度，AA弧段为用户卫星对中继卫星的可见弧段，B和曰’点为径向速度最大点，也就是多普勒频率最